Question

（2010?雅安）某實驗學校初三興趣小組利用如下裝置（部分固定裝置已略去）制備氮化鈣．

（1）按圖連接好實驗裝置．檢查裝置氣密性的方法是

關閉活塞k，將末端導管插入試管A的水中，用酒精燈微熱硬玻璃管，若導管末端有氣泡冒出，撤去酒精燈冷卻后，在導管內(nèi)形成一段水柱，則證明裝置的氣密性良好．

．
（2）實驗前，該小組對實驗操作進行討論：
①小張認為加熱時既然銅能與氧氣反應，那么鈣也能與氧氣反應，他的判斷依據(jù)是

鈣比銅活潑

．所以實驗時先打開活塞k，再通入N₂一段時間，以趕出管內(nèi)的空氣．
②小王認為在實驗過程中導管末端必須插入試管A的水中，目的是

防止空氣中的氧氣通過末端導管進入實驗裝置，生成氧化鈣，引入雜質(zhì)

．
③小黃認為裝置B可省略，而小高卻覺得裝置B有作用，請分析裝置B的作用

防倒吸

．
（3）已知氮原子的結構示意圖為請你初步推斷氮化鈣的化學式

Ca₃N₂

．

Answer 1

分析：（1）利用裝置內(nèi)空氣受熱時膨脹，若在插入水中的導管末端觀察到氣泡冒出，且在停止受熱后又出現(xiàn)導管內(nèi)形成一段水柱的現(xiàn)象，可檢測裝置的氣密性；（2）①鈣比銅活潑，銅能與氧氣反應，所以鈣也能與氧氣反應；②反應產(chǎn)生的尾氣氮氣不能與水反應也不能溶于水，把導管插入水中可以防止空氣從導管進入裝置而造成氧氣與鈣發(fā)生反應；③防止液體倒吸，影響實驗效果；

解答：解：（1）將活塞k關閉，將末端導管插入試管A的水中，用酒精燈微熱硬玻璃管，管內(nèi)空氣受熱膨脹，若在導管末端觀察到有氣泡冒出，且在撤去酒精燈冷卻后，裝置內(nèi)氣體體積減小，導管內(nèi)形成一段水柱時，可判斷裝置氣密性良好；
（2）①鈣比銅活潑，銅能與氧氣反應，所以鈣也能與氧氣反應；
②導管插入水中，可以防止空氣從導管進入裝置而與鈣發(fā)生反應，所以，反應過程中末端導管必須插入試管M的水中目的是：液封，防止空氣中的氧氣通過末端導管進入實驗裝置；
③裝置B是防止液體倒吸；
（3）氮元素最外層有5個電子易得到3個電子，所以顯-3價，鈣顯+2價，所以化學式是Ca₃N₂．
故答案為：（1）關閉活塞k，將末端導管插入試管A的水中，用酒精燈微熱硬玻璃管，若導管末端有氣泡冒出，撤去酒精燈冷卻后，在導管內(nèi)形成一段水柱，則證明裝置的氣密性良好；（2）①鈣比銅活潑 ②防止空氣中的氧氣通過末端導管進入實驗裝置，生成氧化鈣，引入雜質(zhì)；�、鄯赖刮�；（3）Ca₃N₂．

點評：根據(jù)實驗裝置圖，分析實驗各裝置的作用，理解興趣小組同學制備氮化鈣的實驗方法，是解答本問題的基礎